[發明專利]一種提高室內分布式多輸入多輸出系統信道容量的方法

有效

• 申請號: 201210125259.X
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102664669A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 趙毅峰;杜亮;黃聯芬;陳春超;張遠見
• 申請（專利權）人: 廈門大學;京信通信系統（中國）有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04W16/20
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其是涉及一種提高室內分布式多輸入多輸出系統信道容量的方法。

背景技術

隨著室內數據業務通信量的迅猛增長，室內覆蓋已成為各大廠商和運營商關注的焦點。有關數據顯示，全球范圍內3G室內業務量占其總業務量近70％，室內用戶是室外用戶的2倍以上。可以說，保證網絡良好的室內覆蓋，是提高服務等級、發展客戶、提高營運收入的關鍵。但是對于使用2GHz高頻段的3G或LTE網絡而言，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了無線電波較大的傳輸衰耗，而且2GHz高頻電波繞射能力遠小于GSM的900MHz，易形成移動信號的弱場強區甚至盲區。而采用傳統的室內覆蓋方式，需要增加干線放大器的輸出功率或增加干線放大器的數目，從而增加網絡建設成本。現有的室內微蜂窩，也易受建筑物結構的影響，使其覆蓋受到很大限制。直放站可以很快解決信號弱和盲區問題，但其不能增加系統容量，且易造成對其他基站的干擾。

室內分布系統是針對室內用戶群、用于改善建筑物內移動通信環境的一種成功的方案，其利用室內天線分布系統將移動基站的信號均勻分布在室內每個角落，可以保證室內區域擁有理想的信號覆蓋。

3G網絡大量采用分布式基站架構，基帶處理單元(Base?Band?Unit，BBU)加射頻拉遠單元(Radio?Remote?Unit，RRU)的結構采用一種新型的分布式網絡覆蓋模式連接。采用光纖將基站中的射頻模塊拉遠到靠近要覆蓋的樓層，通過室內分布系統與室內天線，實現建筑物中的室內覆蓋。

多輸入多輸出(MIMO)技術，因為它可以有效地利用空間和時間的分集作用，實現較為理想的鏈路性能。從物理本質上來說，利用不同通道之間的空間非相關性來復用相同的無線資源將大大提高系統的吞吐量。信道容量隨著天線數量的增大而線性增大。也就是說可以在不增加帶寬和天線發送功率的情況下利用MIMO信道成倍地提高無線信道容量。MIMO將多徑無線信道與發射、接收視為一個整體進行優化，從而實現高的通信容量和頻譜利用率。這是一種近于最優的空域時域聯合的分集和干擾對消處理。同傳統的單天線系統和僅在接收端采用多天線的系統相比，MIMO信道既提供了功率增益，又可以提高自由度增益。

在室內場景中，由于復雜的環境會影響信道參數的變化，而且在室內場景下信號傳播存在嚴重的阻擋，更加嚴重的多徑。為確保信息的可靠性，不少文獻提出用信道統計信息不隨信道的波動而變化這一特征反饋信道信息。但這種方法精確度不佳，而且需要大量的信息反饋，加大系統的負擔。而本系統能動態地獲取并利用角域信息構造信道矩陣，采用室內分布式MIMO系統架構，根據天線選擇策略選出適合的天線進行數據發送，不僅能夠提高系統信噪比；同時，可自適應地根據信道信息狀態，充分利用MIMO的空間自由度進行復用，進一步提高信道容量。

中國專利CN1946001公開一種在多用戶多輸入多輸出系統中實現下行鏈路自適應的方法及系統，包括步驟：用戶設備測量下行鏈路的信道狀態并將信道狀態信息反饋到基站；基站根據接收到的信道狀態信息，給用戶設備分配子載波，并將分配結果通知對應的用戶設備；用戶設備根據所分配的子載波估計下行鏈路對應的信道質量；用戶設備根據所述信道質量進行發射天線選擇，并將選擇結果與所述估計的信道質量信息反饋給基站；基站根據所述用戶設備反饋的信道質量信息，以及選定的發射天線信息，對每根選定的天線進行自適應調制與編碼方式選擇，并對每根選定的天線進行發射功率分配與控制。該發明提高了系統的頻譜利用效率以及信道容量，充分利用無線系統的資源。

中國專利CN101114862公開一種在多輸入多輸出系統中的通信方法，包括：接收端根據信道情況選擇發射天線組合；接收端將選擇的發射天線組合信息發給發射端；發射端根據接收的所述發射天線組合信息使用選擇的發射天線組合向接收端發射信號。該發明還公開了一種在多輸入多輸出系統中的通信系統，包括：發射端和接收端。根據該發明，由于在接收端采用信道容量最大化原則選擇發射天線，并將選擇的發射天線發給發射端，發射端采用所選擇的發射天線向接收端發射信號可達到較高的傳輸效率，或者在接收端達到更低的誤包率。

發明內容

本發明的目的是提供一種可獲得最佳提升系統容量的性能的提高室內分布式多輸入多輸出系統信道容量的方法。

本發明在室內分布式多輸入多輸出系統中利用角域信息以天線選擇為基礎，優化功率分配，在多天線反饋系統中，由于接收端具有全部或者部分的信道狀態信息，加上本發明利用多輸入多輸出(MIMO)技術特有的空間自由度，基于信道奇異值分解(SVD)的功率分配方法，